智能電容補償控制器設計

　　MCU(MXT8051)中央控制模塊

　　1個USART，用于RS232和RS485通訊，由跳線來選擇;3個SPI接口，用于Ethernet通訊、EEPROM讀寫和AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀取;24位輸出。

　　其它各模塊

　　EEPROM模塊與MCU(MXT8051)模塊通過SPI總線連接;模擬量采集模塊采用12位精度，500Ksps，4通道;Ethernet總線通過SPI總線與MCU(MXT8051)相連;RS232和RS485接口通過USART與MCU(MXT8051)相連，實際應用中RS232和RS485只選通1個, 由跳線來選擇;繼電器輸出采用專用的繼電器驅(qū)動芯片ULN2003，采用24V繼電器輸出;Debug接口用于對產(chǎn)品的調(diào)試用。

　　測試設計

　　在數(shù)據(jù)線、地址線、控制線添加測試點;在輸入、輸出接口處添加測試點;在晶振輸出處添加測試點; 在電源處添加測試點; 針對不同器件編寫底層測試程序;測試工具為數(shù)字示波器、數(shù)字萬用表、信號發(fā)生器等。

　　軟件設計方案

　　軟件設計方案如圖3所示，其主要組成如下。

　　主控制模塊

　　智能控制部分主要包括輸入掃描;對其它各模塊輸入的檢測，以確定下一步的操作;對其它各模塊的調(diào)用和其它各模塊協(xié)調(diào);系統(tǒng)運行狀態(tài)檢測，錯誤和故障處理;輸出方式;通過參數(shù)設定其輸出模式;錯誤和故障發(fā)生時，狀態(tài)和參數(shù)的保存。

　　波形計算

　　波形計算主要是計算出三相電網(wǎng)上的電流和電壓波形，以及功率、有功功率和無功功率。

　　通過采集AD數(shù)據(jù)計算出以A相電壓波形為基準的各相電流、電壓波形。

　　由于電網(wǎng)環(huán)境惡劣，采集到的數(shù)據(jù)不可能是標準的正弦波形，所以首先要進行濾波，而后再進行數(shù)據(jù)采集。

　　通訊管理

　　通訊管理主要是針對上位機和顯示端的通訊管理，Modbus ASCII通訊協(xié)議，主要包括：通訊以ASCII碼方式編碼，縱向冗余校驗(LRC)校驗方式;RS232和RS485接口，波特率為19200，1位停止位，偶校驗;由于本控制器的功能簡單，MCU(MXT8051)的資源不足，所以本項目只支持Modbus協(xié)議的部分功能碼。分別是功能碼(4)單個寄存器的讀取，功能碼(5)位寫入，功能碼(6)單個寄存器的寫入。